package linkedList;

import linkedList.entity.Node;

import java.util.HashMap;

/**
 * @program: leetcode
 * @description: 给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。
 * <p>
 * 构造这个链表的 深拷贝。 深拷贝应该正好由 n 个 全新 节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。
 * <p>
 * 例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。
 * <p>
 * 返回复制链表的头节点。
 * <p>
 * 用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：
 * <p>
 * val：一个表示 Node.val 的整数。
 * random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为  null 。
 * 你的代码 只 接受原链表的头节点 head 作为传入参数。
 * <p>
 * 示例 1：
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
 * 输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
 * 示例 2：
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 输入：head = [[1,1],[2,1]]
 * 输出：[[1,1],[2,1]]
 * 示例 3：
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
 * 输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]
 * @author: lxf
 * @create: 2024-03-13 16:29
 **/
public class CopyRandomList {
    public static Node copyRandomList(Node head) {
        //两个map，老链表存<Node,index>，新链表存<index,Node>
        Node copyNodeHead = null;
        Node oldHead = head;
        HashMap<Node, Integer> oldMap = new HashMap<Node, Integer>();
        HashMap<Integer, Node> newMap = new HashMap<Integer, Node>();
        int i = 0;
        Node copyNode = copyNodeHead;
        //先复制不带randomIndex的
        while (oldHead != null) {
            //新建的节点randomIndex都是null
            Node p = new Node(oldHead.val);
            if (copyNode == null) {
                copyNode = p;
                copyNodeHead = p;
            } else {
                copyNode.next = p;
                copyNode = p;
            }
            oldMap.put(oldHead,i);
            oldMap.put(oldHead,i);
            newMap.put(i,copyNode);
            oldHead = oldHead.next;
            i++;
        }
        copyNode = copyNodeHead;
        oldHead = head;
        //遍历老链表，从map中拿取新链表中的节点，链接
        while (copyNode != null) {
            copyNode.random = newMap.get(oldMap.get(oldHead.random));
            copyNode = copyNode.next;
            oldHead = oldHead.next;
        }
        return copyNodeHead;
    }

    //用一个map保存旧链表节点跟新链表节点的对应关系
    public static Node copyRandomList2(Node head) {
        HashMap<Node,Node> map = new HashMap<Node,Node>();
        Node cur = head;
        while (cur != null){
            map.put(cur,new Node(cur.val));
            cur = cur.next;
        }
        cur = head;
        while (cur != null){
            map.get(cur).next = map.get(cur.next);
            map.get(cur).random = map.get(cur.random);
            cur = cur.next;
        }
        return map.get(head);
    }


    //递归，遍历
    private static HashMap<Node,Node> map = new HashMap<Node, Node>();
    public static Node copyRandomList3(Node head) {
        if (head == null){
            return null;
        }
        Node cur = head;
        if (!map.containsKey(cur)){
            map.put(cur,new Node(cur.val));
            /*
            [[1,1],[2,1]],1 -> 2 -> null
  层        栈的顺序：
  1         cur         赋值
  2         1           新1.next = (1.next = 2)
  3         2           新2.next = (2.next = null)
  4         null        返回null给第三层
  5         2           同第三层的下一条语句，新2.random = (2.random = 1)
  6         1           从map中返回新1给第五层
  7         1           4->3,6->5抵消，此时新2.random = 新1 , 新2.next = null , 最后到第五层，此时cur=2，返回map中的新2给第一层
  8         1           新1.next = 新2
  9         1           新1.random = (1.random = 1)
  10        1           返回新1给第九层
  11        1           新1.random = 新1
  12        1           返回新1
            执行流程：
   1        新1
   2        新1 新2
   3        新1 新2.next = null
   4        新1 新2.next = null 新2.random = 新1
   5        新1.next = 新2
   6        新1.random = 新1
            *
            * */
            map.get(cur).next = copyRandomList3(cur.next);
            map.get(cur).random = copyRandomList3(cur.random);
        }
        return map.get(cur);
    }



    //无空间复杂度，在原链表上进行操作
    public static Node copyRandomList4(Node head) {
        if (head == null){
            return null;
        }
        Node cur = head;
        //先在原链表上添加新节点，比如A -> B -> C -> null  -->   A -> A1 -> B -> B1 -> C -> C1 -> null
        while (cur != null){
            Node next = cur.next;
            Node p = new Node(cur.val);
            cur.next = p;
            p.next = next;
            cur = next;
        }
        //旧链表的每个节点的random节点，对应新链表的就是该random节点的next，因此链接
        cur = head;
        while (cur != null){
            Node next = cur.next;
            if (cur.random == null){
                next.random = null;
            }else {
                next.random = cur.random.next;
            }
            cur = next.next;
        }
        //把新旧链表分别开，A -> A1 -> B -> B1 -> C -> C1 -> null  ==> A -> B -> C -> null  和  A1 -> B1 -> C1 -> null
        Node newList = head.next;
        for (cur = head;cur!=null;){
            Node next = cur.next;
            cur.next = next.next;
            cur = next.next;
            if (cur == null){
                next.next = cur;
            }else {
                next.next = cur.next;
            }
        }
        return newList;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Node head1 = new Node(1);
        head1.random = head1;
        Node tail1 = head1;
        Node p = new Node(2);
        p.random = head1;
        tail1.next = p;
        copyRandomList4(head1);

    }
}
